大学物理期末复习宝典PPT.ppt

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1、期末总复习电磁学、近代物理部分电磁学、近代物理部分飞过海p 掌握库仑定律，电场强度的概念，场强叠加原理和场强的计算（掌握库仑定律，电场强度的概念，场强叠加原理和场强的计算（），），并能熟练用来分析解决简单电荷分布的场强计算问题；并能熟练用来分析解决简单电荷分布的场强计算问题；p 理解电荷，电荷守恒定律，电场；理解电荷，电荷守恒定律，电场；第第7、8章章 静电场静电场库仑定律：库仑定律：电场强度定义：电场强度定义：（点电荷）（点电荷）场强叠加原理场强叠加原理连续带电体：连续带电体：点电荷系：点电荷系：习题册14.3习题册14.19无限长均匀带电直线的场强无限长均匀带电直线的场强重要的结论：重要的

2、结论：无限大均匀带电平面的场强无限大均匀带电平面的场强习题册14.14p 理解电场线，电通量，高斯定理及其应用（理解电场线，电通量，高斯定理及其应用（），并能用来分析解决特殊对称），并能用来分析解决特殊对称 性情况下的场强分布问题。性情况下的场强分布问题。带电体在电场中所受的力带电体在电场中所受的力习题册14.2 静电场是静电场是静电场是静电场是有源场有源场有源场有源场对高斯定理的理解：对高斯定理的理解：是闭合面上各面元的电场强度，是由全部电荷（是闭合面上各面元的电场强度，是由全部电荷（面内外电荷面内外电荷）共同产生的矢量和，而过曲面的通量由曲面内的电荷决定。共同产生的矢量和，而过曲面的通量由

3、曲面内的电荷决定。1.利用利用高斯定理巧求电通量高斯定理巧求电通量立方体边长立方体边长 a，q位于中心，求每一面的电通量。位于中心，求每一面的电通量。q习题册14.5，14.6步骤：步骤：1.先分析场源电荷的对称性和电场的对称性先分析场源电荷的对称性和电场的对称性2.作高斯面：根据电场的对称性，使高斯面与电场强度垂直或平行；高斯面上各点作高斯面：根据电场的对称性，使高斯面与电场强度垂直或平行；高斯面上各点的场强大小相等。的场强大小相等。3.利用高斯定理求解利用高斯定理求解2.当场源分布具有高度对称性时求场强分布当场源分布具有高度对称性时求场强分布（2）轴对称性轴对称性场源电荷分布为场源电荷分布

4、为“无限长无限长”的均匀带电直线、直圆柱面、直圆柱体、的均匀带电直线、直圆柱面、直圆柱体、有一定厚度的直圆筒或者其组合等产生的电场；有一定厚度的直圆筒或者其组合等产生的电场；（1）球对称性球对称性场源电荷分布为均匀带电球面、球体及有一定厚度的球壳或者其组合场源电荷分布为均匀带电球面、球体及有一定厚度的球壳或者其组合等产生的电场；等产生的电场；（3）平面对称性平面对称性场源电荷分布为场源电荷分布为“无限大无限大”均匀带电平面、平板等产生的电场。均匀带电平面、平板等产生的电场。球对称：高斯面为球面球对称：高斯面为球面轴对称：高斯面为圆柱面，以电荷对称轴为圆柱的轴轴对称：高斯面为圆柱面，以电荷对称轴

5、为圆柱的轴无限大平面对称：高斯面为柱面，底面平行于无限大带点平面无限大平面对称：高斯面为柱面，底面平行于无限大带点平面课本：例课本：例14.4（P18）课本：例课本：例14.5（P19）课本：例课本：例14.6（P20）p 理解静电场的保守性，电势能，静电场环路定理理解静电场的保守性，电势能，静电场环路定理p 掌握电势，电势差，电势叠加原理掌握电势，电势差，电势叠加原理静电力的功静电力的功=对应电势能的减少对应电势能的减少已知已知 ，可求电场力所作的功：，可求电场力所作的功：习题册14.15，14.16习题册14.8习题册14.22点电荷的电势：点电荷的电势：电势叠加原理电势叠加原理连续带电体

6、：连续带电体：点电荷系：点电荷系：注意注意：只对参考点在无限远的情况成立。：只对参考点在无限远的情况成立。习题册14.9p 理解电场强度与电势梯度的关系（理解电场强度与电势梯度的关系（）电场中某一点的电场强度沿任一方向的分量，等于电场中某一点的电场强度沿任一方向的分量，等于在该方向上电势变化率的负值。在该方向上电势变化率的负值。直角坐标系中，场强的各个分量为直角坐标系中，场强的各个分量为第第9、10章章1、掌掌握握导导体体静静电电平平衡衡条条件件,能能用用该该条条件件分分析析带带电电导导体体在在静静电场中的电荷分布电场中的电荷分布;2、能能够够利利用用导导体体静静电电平平衡衡的的规规律律求求解

7、解有有导导体体存存在在时时的的场场强强与电势分布与电势分布;了解静电平衡的应用了解静电平衡的应用.3、了解电介质极化，极化强度，电位移矢量。了解电介质极化，极化强度，电位移矢量。4、理理解解各各向向同同性性均均匀匀介介质质中中电电位位移移矢矢量量与与场场强强的的关关系系，掌掌握握介介质质中中的的高高斯斯定定理理,能能利利用用它它们们求求解解有有电电介介质质存存在在时时具具有一定对称性的电场场强分布有一定对称性的电场场强分布.5、理解电容、电容器储能理解电容、电容器储能,掌握计算电容器电容的方法。掌握计算电容器电容的方法。6、理解电场的能量及其能量密度。理解电场的能量及其能量密度。飞过海静电平衡

8、条件静电平衡条件（1）导体内部各点的电场强度为零；导体内部各点的电场强度为零；（2）导体表面处电场强度的方向，都与导导体表面处电场强度的方向，都与导体表面垂直体表面垂直。u 导体是个等势体，导体表面是个等势面导体是个等势体，导体表面是个等势面u 导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体表面导体内部没有电荷，电荷只能分布在导体表面u 导体表面附近场强与电荷面密度的关系导体表面附近场强与电荷面密度的关系静电平衡下导体的性质静电平衡下导体的性质u 各向同性均匀电介质各向同性均匀电介质电极化强度电极化强度u 定义：单位体积内分子电偶极矩的矢量和定义：单位体积内分子电偶极矩的矢量和u 电极化强度与极化电荷的

9、关系电极化强度与极化电荷的关系 极化强度与极化电荷面密度的关系极化强度与极化电荷面密度的关系:极化强度对任意闭合面的通量与面内极化强度对任意闭合面的通量与面内极化电荷的关系：极化电荷的关系：各向同性均匀的电介质各向同性均匀的电介质 称为相对电容率或相对介电常数。称为相对电容率或相对介电常数。称为绝对介电常数。称为绝对介电常数。电介质中的高斯定理电介质中的高斯定理u 定义：定义：电容电容 电容器电容器注：电容定义中的电荷总指极板上的自由电荷。注：电容定义中的电荷总指极板上的自由电荷。u 电容器中储存的能量为：电容器中储存的能量为：电场能量电场能量 电场能量密度电场能量密度u 电场能量密度电场能量

10、密度u 电场能量电场能量在真空中：在真空中：p 理解磁场，磁感应强度矢量（理解磁场，磁感应强度矢量（）和磁力线）和磁力线第第12章章 恒定电流的磁场恒定电流的磁场p 掌握用毕奥萨伐尔定律计算直线和圆环载流导线周围磁场的方法（掌握用毕奥萨伐尔定律计算直线和圆环载流导线周围磁场的方法（）重要结论：重要结论：无限长载流直导线的磁场:半无限长载流直导线的磁场半无限长载流直导线的磁场:载流导线延长线上点的磁场载流导线延长线上点的磁场:载流直导线周围的磁场载流直导线周围的磁场载流圆环在圆心处的磁场：载流圆环在圆心处的磁场：I I载流圆弧在圆心处的磁场载流圆弧在圆心处的磁场:圆心角圆心角I I载流直螺线管内

11、部轴线上的磁场载流直螺线管内部轴线上的磁场无限长载流直螺线管内轴线上的磁场无限长载流直螺线管内轴线上的磁场:半无限长载流直螺线管一端的磁场半无限长载流直螺线管一端的磁场:习题册 17.2，17.4，17.5，17.6，17.8，17.10，17.11，17.16p 理解磁通量，磁学中的理解磁通量，磁学中的“高斯定理高斯定理”；习题册 17.1，17.15p 掌握安培环路定律及其应用，并能分析解决常见问题掌握安培环路定律及其应用，并能分析解决常见问题（1）电电流流 正正负负的的规规定定：当当电电流流流流向向与与回回路路L的的绕绕向向成成右右手手螺螺旋旋时时，电电流流 取取正正；反反之之取取负负.

12、（2 2）积分式中的）积分式中的 在路径在路径 L 取值，它是所有电流（无论是否被取值，它是所有电流（无论是否被 L 所围）共同产生的场，只是积所围）共同产生的场，只是积分的结果仅与被分的结果仅与被 L 所围所围电流有关。电流有关。(3)(3)环路定理只适用于闭合电流或无限电流，但对于一段载流导线不适用，只能用环路定理只适用于闭合电流或无限电流，但对于一段载流导线不适用，只能用毕奥毕奥萨伐尔定律。萨伐尔定律。安培环路安培环路定理定理无限长载流直导线无限长载流直导线无限长载流圆柱无限长载流圆柱无限长螺线管无限长螺线管对称性对称性螺绕环螺绕环 基本步骤：基本步骤：对称性分析对称性分析：根据电流的对

13、称性分析磁场的对称性：根据电流的对称性分析磁场的对称性选取环路原则选取环路原则（与选高斯面类似）：（与选高斯面类似）：环路必须过场点，且为规则曲线环路必须过场点，且为规则曲线 环路的长度要便于计算环路的长度要便于计算 要求环路上各点要求环路上各点 大小相等，大小相等，方向与环路绕向方向与环路绕向 一致，目的是将一致，目的是将 写成写成 ；或者或者 的方向与环路绕向垂直，的方向与环路绕向垂直，由安培环路定理，求出磁感应强度由安培环路定理，求出磁感应强度。习题册 17.13运动电荷的运动电荷的磁场公式：磁场公式：习题册 17.3,17.18B 的方向垂直于的方向垂直于v,r 组成的面。组成的面。第

14、第13章章 磁场对电流的作用磁场对电流的作用z安培定律（载流导线受到的安培力、磁场对载流安培定律（载流导线受到的安培力、磁场对载流线圈的作用）线圈的作用）一段一段有限长载流导线所受的有限长载流导线所受的磁场磁场力力重要结论：重要结论：v 均匀磁场均匀磁场中载流中载流直直导线所受磁场力导线所受磁场力v 均匀磁场均匀磁场中中弯曲弯曲载流导线所受磁场力载流导线所受磁场力BLabI 均匀磁场中，弯曲载流导线所受磁场力，均匀磁场中，弯曲载流导线所受磁场力，与从起点到终点间载有同样电流的直导线与从起点到终点间载有同样电流的直导线 所受的磁场力相同。所受的磁场力相同。均匀磁场中，任意闭合载流导线受磁场均匀磁

15、场中，任意闭合载流导线受磁场 力为零。力为零。习题册 18.8，18.9，18.15，18.16，18.17其中，载流平面矩形线圈的其中，载流平面矩形线圈的磁矩磁矩 线圈所受磁力矩：线圈所受磁力矩：习题册 18.4，18.10，18.11，18.12，18.13z磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用洛伦兹力（半径、周洛伦兹力（半径、周期）期）方向方向：以右手四指由：以右手四指由 经小于经小于 的角弯向的角弯向 ，拇指，拇指 的指向就是的指向就是正正电荷所受电荷所受洛仑兹力的方向。洛仑兹力的方向。大小：大小：洛仑兹力永远不对粒子作功洛仑兹力永远不对粒子作功。它只改变粒子的运动方向，。它只改变

16、粒子的运动方向，而不改变粒子运动速度的大小。而不改变粒子运动速度的大小。回转半径回转半径回转周期回转周期第第14章章 磁场与磁介质的相互作用磁场与磁介质的相互作用p磁介质、磁导率（顺磁质、抗磁质、铁磁质）磁介质、磁导率（顺磁质、抗磁质、铁磁质）强强磁介质磁介质弱弱磁介质磁介质顺磁质顺磁质顺磁质顺磁质 抗磁质抗磁质抗磁质抗磁质 铁磁质铁磁质铁磁质铁磁质 习题册习题册 19.3p磁化强度磁化强度M、磁场强度、磁场强度H 三者之间的关系三者之间的关系 一般情况：一般情况：各向同性均匀非铁磁介质：各向同性均匀非铁磁介质：习题册习题册19.4，19.9 p磁介质中的安培环路定理磁介质中的安培环路定理习题

17、册习题册19.5,19.6,19.11,19.12等等第第15章章 电磁感应电磁感应p掌握法拉第电磁感应定律掌握法拉第电磁感应定律（）、楞次定律、楞次定律（）约定约定：1 1）先选定一回路的绕行方向，）先选定一回路的绕行方向，当当磁力线方向与绕行方向磁力线方向与绕行方向成右手螺旋关系时，磁通量为正。成右手螺旋关系时，磁通量为正。2 2）电动势方向与绕行方向一致时为正；电动势方向与绕行方向一致时为正；楞次楞次楞次楞次定律定律定律定律：闭合回路中感应电流的方向，总是使它所激发的磁场来阻止闭合回路中感应电流的方向，总是使它所激发的磁场来阻止 引起感应电流的磁通量的变化。引起感应电流的磁通量的变化。判

18、断感应电动势的方向判断感应电动势的方向p 掌握动生电动势及其计算掌握动生电动势及其计算（）导体在磁场中运动导体在磁场中运动 非静电力：非静电力：洛仑兹力洛仑兹力p 理解感生电动势和感生电场理解感生电动势和感生电场（）磁场变化磁场变化非静电力：非静电力：感生电场力感生电场力p 理解自感和互感现象及其规律，磁场的能量密度理解自感和互感现象及其规律，磁场的能量密度 自感电动势：自感电动势：（1）自感自感磁链与电流的关系：磁链与电流的关系：自感系数自感系数互感电动势：互感电动势：（2）互感互感磁链与电流的关系：磁链与电流的关系：互感系数互感系数（3）磁场的能量）磁场的能量自感磁能自感磁能互感磁能互感磁

19、能磁能密度磁能密度磁场总能量磁场总能量 对于给定的闭合回路对于给定的闭合回路(对非闭合线路，可加辅助线使之闭合对非闭合线路，可加辅助线使之闭合)，自行规定绕行正，自行规定绕行正方向，即满足右手螺旋关系的正法线方向。方向，即满足右手螺旋关系的正法线方向。当计算结果当计算结果 0时，则感应电动势的方向沿规定的正方向；时，则感应电动势的方向沿规定的正方向；Em）之间跃迁时，吸收和发射的辐射波频率之间跃迁时，吸收和发射的辐射波频率 为为（3）原子中的电子的角动量满足）原子中的电子的角动量满足 量子化条件量子化条件量子化条件量子化条件z氢原子氢原子自旋角动量自旋角动量（ms）量子化与量子数量子化与量子数 能量能量量子化：量子化：n 主量子数主量子数 空间空间量子化：量子化：m 磁量子数磁量子数共共2l+1个个 角动量角动量量子化：量子化：l 轨道量子数轨道量子数共共 n 个个副量子数、角量子数副量子数、角量子数自旋量子数自旋量子数自旋角动量在磁场方向分量自旋角动量在磁场方向分量 只能为只能为其中其中ms为为自旋磁量子数自旋磁量子数自旋磁量子数自旋磁量子数。